CN209361669U - 防碰撞机构及放射治疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了防碰撞机构及放射治疗设备，涉及放疗技术领域。该防碰撞机构包括：第一升降件；第一激光测距仪，位于第一升降件上，第一激光测距仪的激光传导方向平行于治疗床的中轴线，用于确定治疗床上的患者身体最高部位相对于治疗床的高度；激光传导方向垂直于治疗床上表面的第二激光测距仪或者第三激光测距仪，第二激光测距仪位于第一升降件上，且与第一激光测距仪等高，第三激光测距仪位于治疗床的上表面前部；第四激光测距仪，分别位于治疗床的左、右侧面前部，第四激光测距仪的激光传导方向垂直于治疗床的左、右侧面。该防碰撞机构应用时不会与滚筒发生碰撞，使用寿命强。

Description

防碰撞机构及放射治疗设备

技术领域

本实用新型涉及放疗技术领域，特别涉及防碰撞机构及放射治疗设备。

背景技术

放射治疗设备，包括医用直线加速器、伽马刀等，常用于肿瘤治疗，以滚筒式医用直线加速器举例来说，其一般包括：治疗主体及治疗床，其中，治疗主体包括：绕其中心轴旋转的滚筒、设于滚筒内的源体组件和准直体组件，治疗床沿滚筒的轴线方向伸入至滚筒内，另外，治疗床在滚筒内，还可能存在移动和升降的情形。治疗过程中，患者和治疗床都有可能与滚筒发生碰撞，增加患者受伤害或设备损坏的几率。

目前，通过在治疗床和滚筒上多处分别安装机械开关，通过使患者或者治疗床触碰机械开关以发出防碰报警指令。

然而，由于滚筒和治疗床的运动惯性均较大，所以很容易将机械开关碰坏，并且，受限于机械开关的安装位置，当治疗床上升时，很难保证患者不会与滚筒发生碰撞。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型提供一种防碰撞机构及放射治疗设备，可解决上述技术问题。具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，提供了一种防碰撞机构，所述防碰撞机构包括：第一升降件；

第一激光测距仪，位于所述第一升降件上，所述第一激光测距仪的激光传导方向平行于治疗床的中轴线，用于确定所述治疗床上的患者身体最高部位相对于所述治疗床的高度；

激光传导方向垂直于所述治疗床上表面的第二激光测距仪或者第三激光测距仪，所述第二激光测距仪位于所述第一升降件上，且与所述第一激光测距仪等高，所述第三激光测距仪位于所述治疗床的上表面前部；

第四激光测距仪，分别位于所述治疗床的左、右侧面前部，所述第四激光测距仪的激光传导方向垂直于所述治疗床的左、右侧面。

在一种可能的实现方式中，所述第一升降件可升降地位于所述治疗床的上表面前部。

在一种可能的实现方式中，所述第三激光测距仪设置有两个，分别位于所述治疗床的上表面前部的左、右角部。

在一种可能的实现方式中，所述防碰撞机构还包括：分别位于所述治疗床的左、右侧面的前端和后端之间的第五激光测距仪，所述第五激光测距仪可沿所述治疗床的中轴线方向移动。

在一种可能的实现方式中，所述第五激光测距仪通过滑轨件设置于所述治疗床的左、右侧面上。

在一种可能的实现方式中，所述防碰撞机构还包括：沿所述治疗床的中轴线方向，与所述第一升降件间隔分布的第二升降件；

第六激光测距仪，设置于所述第二升降件上，且所述第六激光测距仪的激光传导方向平行于所述治疗床的中轴线，用于确定所述治疗床上的患者身体最高部位相对于所述治疗床的高度；

激光传导方向垂直于所述治疗床上表面的第七激光测距仪或者第八激光测距仪，其中，所述第七激光测距仪位于所述第二升降件上，且与所述第六激光测距仪等高，所述第八激光测距仪位于所述治疗床的上表面后部。

在一种可能的实现方式中，所述第二升降件可升降地位于所述治疗床的上表面后部。

在一种可能的实现方式中，所述第八激光测距仪设置有两个，分别位于所述治疗床的上表面后部的左、右角部。

在一种可能的实现方式中，所述防碰撞机构还包括：第九激光测距仪，分别位于所述治疗床的左、右侧面后端，所述第九激光测距仪的激光传导方向垂直于所述治疗床的左、右侧面。

在一种可能的实现方式中，所述激光测距仪为微型激光测距仪。

另一方面，提供了一种放射治疗设备，所述放射治疗设备包括上述的任一种防碰撞机构。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供的防碰撞机构，通过采用激光测距仪配合第一升降件，通过监测患者身体最高部位以及治疗床与滚筒内壁或其他物体之间的距离，在发生碰撞事件之前即可确定是否会发生碰撞事件，不仅对患者身体最高部位与滚筒内壁或者其他物体之间进行防碰撞监测，还能够对治疗床侧部与滚筒内壁或其他物体之间进行防碰撞监测，全方位确保了患者及治疗床不会与滚筒内壁或其他物体发生碰撞。并且，在实现防碰撞监测时，激光测距仪无须与滚筒内壁或者其他物体发生碰撞，保证了激光测距仪以及放射治疗设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的防碰撞机构的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的防碰撞机构的侧视图。

附图标记分别表示：

1-第一升降件，2-第一激光测距仪，3-第二激光测距仪，

4-第三激光测距仪，5-第四激光测距仪，6-第五激光测距仪，

7-滑轨件，8-第二升降件，9-第六激光测距仪，10-第七激光测距仪，

11-第八激光测距仪，12-第九激光测距仪。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

需要说明的是，本实用新型实施例所涉及的放射治疗设备包括但不限于：医用直线加速器、伽玛刀等，其至少包括：治疗床、旋转机架(例如：滚筒)、固定机架(例如：滚筒支架)、以及源组件和准直组件，在此不再具体阐述。

本实用新型实施例所述的治疗床的前部指的是治疗床与患者头部同侧的部分，治疗床的后部指的是治疗床与患者脚部同侧的部分。治疗床的中轴线，指的是自治疗床前部至其后部的方向上的中轴线。本实用新型所涉及的治疗床的左、右侧面，指的是沿治疗床中轴线方向延伸的两个相对的侧面。

本实用新型实施例中，所涉及的“患者身体最高部位”指的是患者身体上相对于治疗床来说，处于最高位置处的部位。

一方面，本实用新型实施例提供了一种防碰撞机构，如附图1和附图2所示，该防碰撞机构用于放射治疗设备的防碰撞监测。其中，该防碰撞机构包括：第一升降件1。

第一激光测距仪2，位于第一升降件1上，第一激光测距仪的激光传导方向平行于治疗床M的中轴线，用于确定治疗床M上的患者身体最高部位相对于治疗床M的高度。

激光传导方向垂直于治疗床M上表面的第二激光测距仪3或者第三激光测距仪4，第二激光测距仪3位于第一升降件1上，且与第一激光测距仪等高，第三激光测距仪4位于治疗床M的上表面前部。

第四激光测距仪5，分别位于治疗床M的左、右侧面前部，第四激光测距仪5的激光传导方向垂直于治疗床M的左、右侧面。

以下就本实用新型实施例提供的防碰撞机构的工作原理给予阐述：

在进行放射治疗之前，要求患者躺在治疗床M上，并且躺姿与治疗时的躺姿一致。操作人员对第一升降件1进行升降调整，直至第一激光测距仪2所发出的激光不被患者头部至脚部之间的任何身体部位所遮挡(即不被患者身体最高部位所遮挡)，但是激光也不能超过患者身体太高的距离，可以使第一激光测距仪的激光最终与患者身体最高部位保持一定的安全间隙(可根据前期试验来确定，例如5mm等)，可见，利用第一激光测距仪2配合第一升降件1，可以确定治疗床M上的患者身体最高部位相对于治疗床M的高度。最后使第一升降件1维持在该对应于患者身体最高部位高度的高度位置处(该高度相对于治疗床M来说)。

此时，可以通过以下两种方式来获得患者身体最高部位处与其上方的滚筒内壁或者其他物体之间的距离：

在一种实现方式中，可利用第二激光测距仪3来获取上述距离：这是由于第二激光测距仪3与第一激光测距仪2等高，并且其高度可以相当于患者身体最高部位的高度，第二激光测距仪3的激光传导方向垂直于治疗床M上表面，通过第二激光测距仪3即可测量得到患者身体最高部位处与其上方的滚筒内壁或者其他物体之间的距离。

在另一种实现方式中，可利用第三激光测距仪4来获取上述距离：由于第三激光测距仪4位于治疗床M的上表面前部，激光传导方向垂直于治疗床M上表面，通过第三激光测距仪4可以测量得到治疗床M与其上方滚筒内壁或者其他物体之间的距离，利用该距离值减去上述患者身体最高部位相对于治疗床M的高度，即可得到患者身体最高部位与其上方的滚筒内壁或者其他物体之间的距离。

与此同时，利用第四激光测距仪5可以测量得到治疗床M左右两侧到滚筒内壁之间的距离。

通过对上述测量得到的距离进行分析，例如，将以上各距离分别与对应于即将发生碰撞事件的预设阈值相比较，即可确定是否会发生碰撞事件，进而达到防碰撞监测的目的。

本实用新型实施例提供的防碰撞机构，通过采用激光测距仪配合第一升降件1，通过监测患者身体最高部位以及治疗床M与滚筒内壁或其他物体之间的距离，在发生碰撞事件之前即可确定是否会发生碰撞事件，不仅对患者身体最高部位与滚筒内壁或者其他物体之间进行防碰撞监测，还能够对治疗床M侧部与滚筒内壁或其他物体之间进行防碰撞监测，全方位确保了患者及治疗床M不会与滚筒内壁或其他物体发生碰撞。并且，在实现防碰撞监测时，激光测距仪无须与滚筒内壁或者其他物体发生碰撞，保证了激光测距仪以及放射治疗设备的使用寿命。

考虑到在治疗过程中，治疗床M可能会部分地伸进滚筒，所以使第三激光测距仪4位于治疗床M的前部，例如，可能只有治疗床M的一半伸入滚筒内，或者治疗床M的1/3伸入滚筒内，所以可以使第一升降件1可升降地位于治疗床M的上表面前部，例如位于治疗床M的上表面最前端。

为了使治疗床M的防碰撞监测更加可靠，如附图1和附图2所示，本实用新型实施例提供的防碰撞机构还包括：分别位于治疗床M的左、右侧面的前端和后端之间的第五激光测距仪6，第五激光测距仪6可沿治疗床M的中轴线方向移动。

应用过程中，第五激光测距仪6的位置与治疗床M伸入滚筒内的极限位置相对应，举例来说，当治疗床M恰好有一半伸入滚筒内时，可以使第五激光测距仪6的位置移动至恰好位于治疗床M的左、右侧面的中部位置处。具体来说，第五激光测距仪6的位置根据放射治疗设备或者治疗计划而确定，只要其位置能满足上述要求即可。

可以理解的是，第五激光测距仪6既要可移动，又要在移动至特定位置时位置固定，为了使其移动过程顺畅可控，如附图2所示，第五激光测距仪6可通过滑轨件7设置于治疗床M的左、右侧面上。举例来说，可以沿轴向方向，在治疗床M的左右侧面上分别设置一导向槽，每一导向槽内设置一滑轨，使第五激光测距仪6与滑轨连接，即可使其沿治疗床M的侧面进行移动。其中，滑轨和导向槽配合构成滑轨件7。

为了使第五激光测距仪6在特定位置处稳定固定，可以通过限位件进行上述固定，举例来说，该限位件可以将第五激光测距仪6与治疗床M进行连接，使其限位；或者，该限位件可以将滑轨件7与治疗床M进行连接，使其限位，进而达到使第五激光测距仪6限位的目的。举例来说，该限位件可以为螺钉、胶粘带、卡箍等。

为了提高测量精度，并且防止在第一升降件损坏时仍然可以进行防碰撞监测，如附图1和附图2所示，本实用新型实施例提供的防碰撞机构还包括：沿治疗床M的中轴线方向，与第一升降件1间隔分布的第二升降件8；

第六激光测距仪9，设置于第二升降件8上，且第六激光测距仪9的激光传导方向平行于治疗床M的中轴线，用于确定治疗床M上的患者身体最高部位相对于治疗床M的高度。

激光传导方向垂直于治疗床M上表面的第七激光测距仪10或者第八激光测距仪11，第七激光测距仪10位于第二升降件8上，且与第六激光测距仪9等高，第八激光测距仪11位于治疗床M的上表面后部。

可以理解的是，第二升降件8的作用与第一升降件1的作用一样，在应用时，可以使两者调节为等高，以增加确定患者身体最高部位的精确度。第六激光测距仪9的工作原理与第一激光测距仪2的工作原理一样，第七激光测距仪10的工作原理与第二激光测距仪3的工作原理一样，第八激光测距仪11的工作原理与第三激光测距仪4的工作原理一样，第八激光测距仪11的激光传导方向同样垂直于治疗床M上表面，此处不再具体阐述。

考虑到治疗床M的床尾或者患者脚尖可能会与其他辅助设备发生碰撞，或者，当治疗床M全部进入滚筒内时，治疗床M的床尾可能会与滚筒内壁或其内的物体发生碰撞，为了对该类碰撞情形进行防碰撞监测，可以使第二升降件8位于治疗床M的后部，例如位于治疗床M的最后端。通过上述第二升降件8与第六激光测距仪9、第七激光测距仪10、第八激光测距仪11配合，可以对治疗床M尾部或者患者脚尖与滚筒内壁或者其他物体之间的碰撞事件进行监测，达到防碰撞的目的。

需要说明的是，本实用新型实施例中，第一升降件1位于治疗床M的上表面前部，以及第二升降件8位于治疗床M的上表面后部，包括但不限于：第一升降件1安装于治疗床M的上表面前部，以及第二升降件8安装于治疗床M的上表面后部。在其他情形下，还可以使第一升降件1和第二升降件8安装于其他位置处，例如，滚筒支架上，只要保证两者相对于滚筒不发生转动，且能够有效地辅助激光测距仪测量得到患者身体最高部位相对于治疗床M的高度即可。

本实用新型实施例中，第一升降件1和第二升降件8均可以在治疗过程中上升，而在非治疗过程中回降，其中，两者的升降过程可以通过机械手动方式进行，也可以通过电控方式进行。举例来说，第一升降件1和第二升降件8均可以通过与治疗床M螺纹连接，来实现升降作业，并且该升降作业可以手动进行，也可以电控进行。

当患者平躺于治疗床M上时，第三激光测距仪4和第八激光测距仪11均可以设置成一个，两者可以设置在治疗床M上表面的前部和后部的任一位置处。考虑到治疗床M有可能会发生倾斜，例如向右倾斜或向左倾斜。此时，为了更加精确地进行防碰撞监测，可以使第八激光测距仪11设置有两个，分别位于治疗床M的上表面的后部的左、右角部。第三激光测距仪4也可以设置有两个，分别位于治疗床M的上表面的前部的左、右角部，这样当治疗床M向左倾斜时(治疗床M左侧靠下，而右侧靠上)，可以使用位于右角部的激光测距仪进行防碰撞监测(例如，可以使用靠上的右角部的激光测距仪测量其与滚筒内侧的距离，防止治疗床M的右侧与滚筒内壁发生碰撞)，反之，当治疗床M向右倾斜时，可以使用位于左角部的激光测距仪进行防碰撞监测。

进一步地，如附图1和附图2所示，本实用新型实施例提供的防碰撞机构还包括：第九激光测距仪12，分别位于治疗床M的左、右侧面后端，第九激光测距仪12的激光传导方向垂直于治疗床M的左、右侧面，以监测治疗床M床尾两侧与滚筒或其他物体之间的侧向距离，进一步完善防碰撞监测过程。

为了避免对治疗床M、放射治疗设备或者其他辅助设备的正常作业造成干扰，本实用新型实施例所涉及的激光测距仪均为微型激光测距仪。

微型激光测距仪目前为可售的，市售名称包括但不限于微型激光测距传感器模块单片机、迷你激光测距仪、小型激光测距仪等。

示例地，以矩形结构的微型激光测距仪举例来说，其尺寸大小控制在30mm(长)*30mm(宽)*20mm(高)以内；以圆柱体结构的微型激光测距仪举例来说，其尺寸大小控制在30mm(高度)*30mm(直径)以内。

可以理解的是，本实用新型实施例提供的防碰撞机构不仅适用于三维治疗床M，也适用于六维治疗床M，由于治疗床M床头和床尾的左右两侧均安装有激光测距仪，可以确保六维治疗床M在旋转运动时可以防止碰撞。同时治疗床M床头和床尾的上表面也安装有激光测距仪，确保六维治疗床M在沿着治疗床M中心轴倾斜运动时防止碰撞。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种放射治疗设备，该放射治疗设备包括上述的任一种防碰撞机构。

本实用新型实施例提供的放射治疗设备，包括但不限于：医用直线加速器、伽玛刀等，基于使用了上述的防碰撞机构，可以对放射治疗过程中可能碰到的碰撞事件进行监测，有效实现防碰撞。

对于如何对以上测量得到的距离进行分析，以实现防碰撞监测，本实用新型实施例提供的放射治疗设备包括：控制器，该控制器被配置为根据激光测距仪的测量数据，判断是否会发生碰撞事件；以及，

报警器，被配置为当碰撞事件即将发生时，发出报警。

应用过程中，防碰撞机构中的各个激光测距仪将测量得到的数据输入控制器中，控制器对以上测量数据与对应的预设阈值(该预设阈值对应即将发生碰撞事件)进行对比，如果对比结果显示某时刻某个激光测距仪的测量数据超出对应的预设阈值，例如：相差5mm(或者其他值，这是留给病患和设备的安全距离，根据设备和治疗计划而定)，也就是，此时某个激光测距仪距滚筒内壁的距离小于或等于5mm(或者其他值)，此时控制器对报警器发出报警指令，报警器发出报警，以指示停止治疗作业，避免发生碰撞。

其中，控制器还包括：存储单元，用来存储上述预设阈值，以及上述各激光测距仪所测量的数据。

进一步地，控制器在发出报警指令的同时，还可以将“碰撞事件即将发生”的信息发送给放射治疗设备自身的控制器(即，上级控制器)，上级控制器根据收到的信息进行治疗床的运动控制，使其不至于发生碰撞。同时上级控制器收到治疗床的位置反馈，在治疗床运动过程中由各个激光测距仪实时采集各自到滚筒内壁或其他物体的距离，并将所采数据输入到上述的控制器，控制器将这些数据与存储单元中的预设阈值进行对比，依次循环，可实现闭环控制。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种防碰撞机构，其特征在于，所述防碰撞机构包括：第一升降件(1)；

第一激光测距仪(2)，位于所述第一升降件(1)上，所述第一激光测距仪(2)的激光传导方向平行于治疗床(M)的中轴线，用于确定所述治疗床(M)上的患者身体最高部位相对于所述治疗床(M)的高度；

激光传导方向垂直于所述治疗床(M)上表面的第二激光测距仪(3)或者第三激光测距仪(4)，所述第二激光测距仪(3)位于所述第一升降件(1)上，且与所述第一激光测距仪(2)等高，所述第三激光测距仪(4)位于所述治疗床(M)的上表面前部；

第四激光测距仪(5)，分别位于所述治疗床(M)的左、右侧面的前部，所述第四激光测距仪(5)的激光传导方向垂直于所述治疗床(M)的左、右侧面。

2.根据权利要求1所述的防碰撞机构，其特征在于，所述第一升降件(1)可升降地位于所述治疗床(M)的上表面前部。

3.根据权利要求1所述的防碰撞机构，其特征在于，所述第三激光测距仪(4)设置有两个，分别位于所述治疗床(M)的上表面前部的左、右角部。

4.根据权利要求1所述的防碰撞机构，其特征在于，所述防碰撞机构还包括：分别位于所述治疗床(M)的左、右侧面的前端和后端之间的第五激光测距仪(6)，所述第五激光测距仪(6)可沿所述治疗床(M)的中轴线方向移动。

5.根据权利要求4所述的防碰撞机构，其特征在于，所述第五激光测距仪(6)通过滑轨件(7)设置于所述治疗床(M)的左、右侧面上。

6.根据权利要求1所述的防碰撞机构，其特征在于，所述防碰撞机构还包括：沿所述治疗床(M)的中轴线方向，与所述第一升降件(1)间隔分布的第二升降件(8)；

第六激光测距仪(9)，设置于所述第二升降件(8)上，且所述第六激光测距仪(9)的激光传导方向平行于所述治疗床(M)的中轴线，用于确定所述治疗床(M)上的患者身体最高部位相对于所述治疗床(M)的高度；

激光传导方向垂直于所述治疗床(M)上表面的第七激光测距仪(10)或者第八激光测距仪(11)，其中，所述第七激光测距仪(10)位于所述第二升降件(8)上，且与所述第六激光测距仪(9)等高，所述第八激光测距仪(11)位于所述治疗床(M)的上表面后部。

7.根据权利要求6所述的防碰撞机构，其特征在于，所述第二升降件(8)可升降地位于所述治疗床(M)的上表面后部。

8.根据权利要求6所述的防碰撞机构，其特征在于，所述第八激光测距仪(11)设置有两个，分别位于所述治疗床(M)的上表面后部的左、右角部。

9.根据权利要求1所述的防碰撞机构，其特征在于，所述防碰撞机构还包括：第九激光测距仪(12)，分别位于所述治疗床(M)的左、右侧面后端，所述第九激光测距仪(12)的激光传导方向垂直于所述治疗床(M)的左、右侧面。

10.根据权利要求1-9任一项所述的防碰撞机构，其特征在于，所述激光测距仪为微型激光测距仪。

11.一种放射治疗设备，其特征在于，所述放射治疗设备包括权利要求1-10任一项所述的防碰撞机构。